JP2004020981A - Display device - Google Patents

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JP2004020981A
JP2004020981A JP2002176676A JP2002176676A JP2004020981A JP 2004020981 A JP2004020981 A JP 2004020981A JP 2002176676 A JP2002176676 A JP 2002176676A JP 2002176676 A JP2002176676 A JP 2002176676A JP 2004020981 A JP2004020981 A JP 2004020981A
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display
data
memory
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JP2002176676A
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Japanese (ja)
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Hideki Hashimoto
橋本 英樹
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Japan Radio Co Ltd
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Japan Radio Co Ltd
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Publication date
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  • Memory System Of A Hierarchy Structure (AREA)
  • Navigation (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
  • Controls And Circuits For Display Device (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To read out chart video data from a display memory having the chart video data stored therein in accordance with a prescribed display mode to display a video rotated at an arbitrary angle with respect to chart display. <P>SOLUTION: In a display memory, data which can be simultaneously written in and read from each prescribed two-dimensional area by operation of one cycle of memory access are stored, and there is provided a cache which reads or reads and rewrites and processes data of each two-dimensional square area being a prescribed unit when writing data in the display memory in a prescribed display mode or reading at a prescribed angle from the processing display memory. Data are read from the display memory by raster scan display scanning at an arbitrary angle, and a display video is rotated at an arbitrary angle and is directly displayed on a display device. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、グラフィックデータを表示する装置に関し、
特に移動体に搭載されるチャート(海図)表示装置に関する。
以下においては、船舶に搭載されるレーダのチャート表示装置を例に挙げて説明する。
【0002】
【従来の技術】
従来のチャート表示装置を図4に示して説明する。
【0003】
CPU回路20は、ジャイロインターフェース回路17から自身の進行方位(針路)データを、また位置情報入力回路18から自身の存在位置データを取り込むことができる。位置データは主に地球固定の緯度経度情報が使用される。
【0004】
CPU回路20は、指定された中心位置と縮尺の海図(チャート)データソースをチャートデータベース19から読込、グラフィック制御回路21経由でグラフィックフレームメモリ22に書き込む。グラフィック制御回路21を経由せず、グラフィックフレームメモリ22に直接書き込む方法もある。
【0005】
グラフィックフレームメモリ22は表示走査で読み出され、D/A変換回路23で表示ビデオ信号に変換された後、表示器24で表示される。
【0006】
一般的に、海図を含む地図は北が真上で表示(ノースアップ表示、以下NUP)されることが多いが、本表示装置が移動体に搭載される場合、自身の針路が表示真上に固定されるヘッドアップ表示(以下HUP)や、設定した針路が表示真上に固定されるコースアップ表示(以下CUP)が使用されることが多い。
【0007】
方向表示には、以上の3種類のモードがある。
【0008】
HUPでは、表示画面の真上が自船の舳先と一致する。したがって、自船のブリッジから観測者が眺めているのと同じ表示をしている。つまり、固定物標などは、自船が回頭するとその回頭した方向と反対の方向へ回転したように表示される。
【0009】
NUPでは、表示画面の真上が常に北を指す。つまり、島などの固定物標は、自船の回頭に関係なく、その表示される画面上の位置が固定される。
【0010】
CUPでは、表示画面の真上が、CUPのリセットスイッチなどで方位固定した瞬間の針路となる。したがって、この方位固定した瞬間はHUPの表示と同じであるが、船が回頭するとその影響はNUPと同様な表示となる。
【0011】
この3つの方向表示モードで、CUPとNUPは固定物標が表示画面に固定され、HUPでは自船の回頭にしたがって固定物標は別の位置に表示される表示であるといえる。
【0012】
これら方向表示モードとは別に、自船が移動した場合に、自船の位置を固定して表示するか、或いは自船位置の表示を動かして表示するかによって、運動表示モードが、相対運動表示モード(以下、RM)と真運動表示モード(以下、TM)の2種類に分けられる。
【0013】
RMは、自船表示位置(座標変換の中心)を固定して表示する方式で、自船の移動に伴って、固定物標が自船の移動と逆方向に相対的に移動して表示される方式である。このRMでは、通常ブリッジで観測者が自分の周りの景色を見回すのと同様の映像が表示される。
【0014】
TMは、自船表示位置を自船の移動(距離、方向)にしたがって移動させて表示する方式で、固定物標は表示位置で固定して表示される。TMでは、海図上に自船が移動した方向と距離に応じて移動して表示される。
【0015】
したがって、船舶用の表示方式としては、方向表示モードのHUP,NUP,CUPと、運動表示モードのRM、TMとの組み合わせで、例えば、RM−HUP(相対運動のヘッドアップ表示モード)や、TM−NUP(真運動のノースアップ表示モード)などのように、表示モードが決まることになる。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、海図表示を前述したHUPで表示している場合、自船の針路が変更された場合は、画面真上がその時点での針路と一致するようにグラフィックフレームメモリの内容を全て書き換える必要がある。
【0017】
グラフィックフレームメモリの書換は、チャートデータベースからチャートデータの読込と、グラフィクフレームメモリヘの表示データの書き込みの2段階処理が必要であり、チャート表示がXGAやSXGAの高解像度である場合、高速なCPUとグラフィック制御回路を使用した場合でも数秒かかる。
【0018】
針路変更から表示データの書換終了までに数秒かかった場合、時々刻々と針路が変化する移動体の場合には、瞬時的にチャート表示の真上が自船針路と一致するものの、書換が完了するまでの間、一致しないことになり、真の意味でのHUPではあり得ない。
【0019】
また、書換周期毎にチャート表示方位が不連続に飛ぶため、視認性が低下する。
【0020】
本発明はこのような事情に鑑みて創案されたもので、主たる目的は、自船の動きを無視できない状況や、自船の針路を絶えず変更(回頭)する状況でも、海図が正しい方向に表示できるようにするとともに、自船の回頭に応じて滑らかに表示を回転させ表示できるようにすることである。
【0021】
【課題を解決するための手段】
請求項1の表示方法は、メモリアクセス1サイクルの動作で、所定2次元方形領域毎に、データを同時に書き込み、読み出し可能な表示メモリに、所定の表示モードで表示データを記憶させ、かつ、前記表示メモリから、指定された中心位置と角度でラスタスキャンして前記所定2次元方形領域毎にデータを読み出し、キャッシュで処理することにより、指定の表示角度で回転させた映像を表示することを特徴とする。
【0022】
請求項2の表示装置は、メモリアクセス1サイクルの動作で、所定2次元領域毎にデータを同時に書き込み、読み出し可能であり、所定の表示モードで表示データを記憶する表示メモリ手段と、前記表示メモリ手段から、前記所定2次元方形領域毎の表示データを読み出す第1キャッシュ手段と、前記表示メモリ手段から、指定された角度でラスタスキャンして、前記方形領域毎にデータを読み出し、前記ラスタスキャンのラインに沿ってデータを処理する第2キャッシュ手段と、
この第2キャッシュ手段からのデータを受け、表示する表示器手段とを備え、
前記表示メモリ手段に記憶された表示データを前記指定された角度だけ回転させた映像を表示することを特徴とする。
【0023】
本発明では、メモリアクセス1サイクルの動作で、所定2次元領域毎にデータを同時に書き込み、読み出し可能なチャートデータを記憶する表示メモリおよびこのメモリへの所定の表示モードでのチャートデータの書き込み、およびこのメモリから所定の角度でのチャートデータの読み出しに際し、所定単位の2次元方形領域毎に読み出し或いは読み出し再書き込みし処理するキャッシュを設けることにより、任意の角度でのラスタスキャン表示走査で表示メモリから読み出し、任意の角度だけ表示映像を回転させて表示器に直接表示することが出来る。もちろん、船首方向を常に一定方向に固定することも出来、さらに自船の旋回に応じて滑らかに表示映像を回転させることが出来る。
【0024】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【0025】
図1は、本発明の実施の形態にかかる船舶用チャート表示装置の全体構成を示す図であり、図2は、表示メモリの構成図であり、図3は、表示メモリからの読み出し動作を説明する図である。
【0026】
図1において、データ書き込みキャッシュ6,表示アドレス発生回路7,メモリアドレス変換回路8,メモリアドレス変換回路9,メモリ制御回路10,表示データキャッシュ11,表示データバッファ12,が設けられており、また表示メモリ13はそのメモリ構造が従来のグラフィックフレームメモリ22とは大きく異なっている。なお、図4に示した符号と同じ符号のものは同一の構成要素を示している。
【0027】
表示メモリ13は、図2(a)に示されるように、横方向にNドット、縦方向にMドットで、全体としてN×Mドットの記憶容量を有しており、各メモリアクセス1サイクルでアクセスされる1単位には、k=8として、2次元方形領域8ドット×8ドットの64ドットが配置されている。
SDRAM等の同期バースト転送が可能なメモリの場合、1バースト単位で所定2次元方形領域の全ドットをアクセスすることもできる。
この2次元方形領域は例として示す同図(b)に示されるように、ドットD0からドットD63のデータを持っている。したがって、表示メモリ13からは各2次元方形領域A0〜AN/K−1〜An・・・が指定されると、その方形領域に含まれる64ドットのデータが一度に読み出され、或いは一度に書き込まれる。この2次元方形領域としては、8×8ドットの外、4×4ドット、2×2ドット等の正方領域でよく、また正方領域に限らず、長方領域とすることも出来る。
【0028】
データ書き込みキャッシュ6は、表示メモリ13に比較してその動作速度が著しく速いメモリ素子、例えばレジスタ、バッファやSRAM(スタティックRAM)などが用いられる。この処理データキャッシュ6に、メモリ制御回路10を介して、CPU回路20が指定するアドレスに対応した表示メモリ13の所定の2次元方形領域のデータが読み出される。また、この2次元方形領域のデータはCPU回路20から、目的のアドレスに対応するドットの内容を所定のデータに変更された上で、再びメモリ制御回路10を介して表示メモリ13の所定の、つまり読み出されたアドレスに再書き込みされる。メモリアドレス変換回路8は、CPU回路からの書き込みアドレスを、表示メモリ13の各2次元方形領域A0〜AN/K−1〜An・・・のアドレスに変換するものであり、この変換アドレスがメモリ制御回路10を介して表示メモリ13に与えられる。
【0029】
表示アドレス発生回路7は、CPU回路20からの表示中心位置データと表示角度データを受けて、その時点のアドレスを発生して、メモリアドレス変換回路9に供給する。メモリアドレス変換回路9は、表示アドレス発生回路7での表示アドレスを、表示メモリ13の各2次元方形領域A0〜AN/K−1〜An・・・のアドレスに変換するものであり、この変換アドレスがメモリ制御回路10を介して表示メモリ13に与えられる。この表示中心データは、図3(a)の中央の黒点で示されており、表示角度データは同図(a)の実線矢印で示されているラスタスキャンの方向である。
【0030】
また、図3(a)においてN×Mドットの表示メモリ13のメモリ領域の中の小さい四角形がラスタスキャンする表示領域である。この表示領域は、表示中心位置(黒点)を中心として、表示角度データにしたがって回転され、指定された方向を上部にこの表示領域内のデータが表示される。したがって、表示メモリ13のメモリ領域は、少なくともその表示領域が任意の角度に回転できるだけの寸法を有している。例えば、一般的なXGA画面の場合には、例えば1024×768ドットであるから、この場合、表示メモリ13のメモリ領域は2048×2048としている。
【0031】
表示データキャッシュ11は、データ書き込みキャッシュ6と同様に、表示メモリ13に比較してその動作速度が著しく速いメモリ素子、例えばレジスタ、バッファやSRAM(スタティックRAM)などが用いられる。この表示データキャッシュ11に、メモリ制御回路10を介して表示メモリ13の所定の2次元方形領域のデータが読み出される。読み出された2次元方形領域のデータのうち、その時点での表示角度に沿ったデータが読み出され、表示データバッファ12を介して、表示器24に表示される。
【0032】
さて、本実施の形態では、NUPの表示モードで表示メモリ13にチャートデータが書き込まれ、また指定された表示角度でラスタスキャン表示周期毎にチャート映像を回転表示させる動作について説明する。
【0033】
表示メモリ13へのチャートデータの書き込み動作は、従来のチャート表示装置と同様に、指定されたメモリの中心位置とチャートの緯度経度を合わせ、指定された縮尺で行われる。
【0034】
CPU回路20から出力される書き込みアドレスは、メモリアドレス変換回路8に供給される。メモリアドレス変換回路8では、供給された書き込みアドレスを表示メモリ13の実メモリアドレス(即ち段落「0029」で述べた「A0〜AN/K−1〜An・・・」)に変換し、メモリ制御回路10を介して表示メモリ13に供給する。
【0035】
表示メモリ13からは、指定された特定の実メモリアドレスに該当する方形領域データがデータ書き込みキャッシュ6に同時に転送される。
【0036】
データ書き込みキャッシュ6にはCPU回路20からの書き込み用アドレスが供給されており、転送され記憶されている方形領域データの中のCPU回路20からの書き込みデータと対応するドットのデータが書き換えられる。
チャート描画は近接したドットを連続的に行われるため、一度の方形領域データの読み出しで複数回のデータ書き込みキャッシュ6への書き込み動作が行われ、表示メモリ13へのアクセス頻度を低減できる。
【0037】
書き込みアドレスが移動し、データ書き込みキャッシュ6内のデータに、書き込みアドレスに該当するデータがなくなった場合には、データ書き込みキャッシュ6内のデータを表示メモリ13へ書き戻した後、次の該当する書き込みアドレスに対応した表示メモリ13内の方形領域データがデータ書き込みキャッシュ6に読み込まれ、チャートデータの書き込み動作が行われる。
【0038】
なお、メモリ制御回路10は、処理動作による表示メモリ13のアクセスと表示動作による表示メモリ13のアクセスが同時に行われないように調停し、1個の表示メモリ13に対し両方のアクセスが行えるようにする。
【0039】
次に、表示メモリ13に書き込まれたチャートを、任意に指定された角度だけ回転させて表示する動作について説明する。以下の説明では、HUP表示することを前提としているが、もちろん他の表示モードで表示することも可能である。
【0040】
まず、CPU回路20から、表示中心位置データと表示角度データが表示アドレス発生回路7へ設定される。この表示中心位置データは自船位置を示す。表示メモリ13はNUPで描画されるため、自船位置は自船の移動とともに変化する。一般的な使用方法では、画面の中心位置に自船位置がくるように画面表示を行うから、NUPの表示メモリ13に対して画面の中心がその時点の自船位置にくるように表示走査毎に表示中心位置データを更新する。また、船首方向が画面上方に固定されるためには、船首が向く真方位データから表示走査をどの角度に設定すればよいかが算出でき、この表示の傾きが表示角度データとして表示走査毎に出力される。
【0041】
スキャン動作は、図3(a)に示されるように、黒点を中心とした小さい4角内の映像データを一辺が上方となるように、その一辺に平行に、ラスタスキャンされる。
【0042】
表示アドレス発生回路7は、設定された表示中心位置データと表示角度データに基づいて、ラスタスキャン走査に応じて読み出すべき表示アドレスを順次発生させる。この表示アドレスは、書き込みアドレスと同様に、チャート映像を描画する平面において、各ドットの対応する行と列の識別値であり、この値は行方向および列方向に線形に変化する。この表示アドレスは、ラスタスキャンのスキャン密度にしたがって一定間隔での平行線にしたがって算出される。
【0043】
この表示アドレスを、表示メモリ13の実メモリアドレスA0〜AN/K−1〜An・・・に変換する。つまり、ラスタスキャンされるスキャンラインに沿って、表示アドレスに対する実メモリアドレスを算出し、新しい実メモリアドレスに当たった時点で、当該実メモリアドレスが変換値として得られる。
【0044】
ラスタスキャンの表示読み出しは線形走査であるから、任意の表示点の次以降の表示位置は簡単に予測がつく。実際には、読み出し走査は、決められた周期と増加値で順次表示位置を操作することなので、どの時点でどのデータを読むかは走査制御で前もって決定されることになる。
【0045】
表示メモリ13から、変換値として得られた実メモリアドレス(例えばAn)に該当する方形領域データが表示データキャッシュ11に転送される。
【0046】
ラスタスキャンは直線的に行われるから、その方形領域データを表示データキャッシュ11上に置くことで、1度のメモリ読み出しで、複数回の読み出し動作が行われ、表示メモリ13へのアクセス頻度を低減できる。これを図3(b)についてみると、一度の表示メモリ13へのアクセスで、実メモリアドレスAnの方形領域に含まれている64ドットD0〜D63のデータが表示データキャッシュ11に転送される。表示データキャッシュ11に転送された64ドットのデータを、読み出し方向線(すなわちラスタスキャン方向)に沿って、表示アドレスにしたがって所定間隔毎に順次読み出して、当該方形領域から複数回の表示データが出力される。この例では6ドットのデータが表示データとして出力されている。
【0047】
ここで、高速の走査が可能となる理由を具体的に説明する。表示データを表示メモリ13から直接読み出す場合、アドレスの設定、メモリがデータ出力できるまでの待ち、出力データの保持、の3ステップの手順が必要であり、この読み出し動作を個々のドット毎に通常必要とされる表示走査周波数で行うことは時間的に不可能である。例えば、通常のパソコン画面などに用いられるXGA画面の場合では、1ドットあたり許容される表示周期は約13nSであり、一方高速な表示メモリ(例えばSDRAM)でもメモリアクセス1サイクルに20〜30nS程度が必要であるから、必要とされる画像データを正常にメモリから直接読み出すことが出来ない。なお、SRAMは、メモリ速度は速いものの、1セルあたりの回路構成が複雑であることからその容量が小さく、表示メモリとしては使用できない。
【0048】
これに対して、本発明では、方形領域(8×8ドット)のデータを一括して表示データキャッシュ11に転送することで、表示走査における各ドットデータの読み出しは、メモリアクセスではなく、キャッシュのレジスタアクセスになり、通常のCMOSプロセスのICでも数nSの時間で出力できる。これにより、本発明では、低速のメモリアクセス速度で高速のラスタスキャン走査に対応可能となるのである。
【0049】
つぎに、表示アドレスが更新され、表示データキャッシュ11内のデータに該当する表示アドレスのデータがなくなった場合は、次の該当する表示アドレスに対応したメモリ制御回路10内の方形領域データが表示データキャッシュ11内に読み込まれ、ラスタスキャン表示動作が行われる。
【0050】
表示データキャッシュ11内に転送された方形領域からの読み出し回数は、表示場所によって異なり、最小1度の読み出しで表示データキャッシュ11の内容が更新されなければならない場合もある。表示データキャッシュ11から直接D/A変換回路23,表示器24へ表示データを出力すると表示データが途切れる可能性があるため、表示データバッファ12を設け、表示データキャッシュ11からの読み出しを表示よりも数ドット先行して行い、常に表示データバッファ12内に表示データが残るようバッファサイズを決定する。これにより、表示データは途切れることなくD/A変換回路23へ出力される。
【0051】
この実施の形態では、ラスタスキャン走査の1画面表示毎(約17mS)に、画面中心位置と表示角度を設定するから、ラスタスキャン走査の1画面表示毎にチャート映像が回転、移動する。したがって、船首方位を画面上方に固定した状態で、自船の移動にリアルタイムに追従し、ちらつきがなく、滑らかに回転、移動するチャート映像を表示することが出来る。
【0052】
このように自船の移動にリアルタイムに追従したチャート映像が表示されるから、1スキャン毎にしか映像が得られなかった従来のHUP表示モードに比べて、操船、例えば船首方向にブイを投入する時の操船など、が容易になる。
【0053】
なお、以上の実施の形態では、表示メモリ13へはNUPモードでチャートデータが書き込まれることとしているが、このモードに限ることなく、例えばCUPモードで表示メモリ13へチャートデータが書き込まれてもよい。
このように、NUPまたはCUPで描画された表示メモリの内容を、HUPモードで表示可能となり、自船の移動を無視できない状況や、自船の針路を絶えず変更(回頭)する状況でも、海図を正しく表示できるようになる。
これにより、自身と海図内で指示される物標との相対位置関係を容易に認識できるようになる。
【0054】
【発明の効果】
本発明の表示装置では、任意の角度に表示映像を回転させ、ラスタスキャン表示走査で表示メモリから必要なデータを直接表示可能であるから、自船の旋回に応じて滑らかに表示映像を回転させることが可能となる。
【0055】
このように、NUPまたはCUPで描画された表示メモリの内容を、HUPモードで表示可能となり、自船の移動を無視できない状況や、自船の針路を絶えず変更(回頭)する状況でも、周囲状況を正しく表示できるようになる。つまり、海図内で指示される固定物標については正しい方向に表示できる。
これにより、自身と海図内で表示される固定物標との相対位置関係を容易に認識できるようになる。この結果、船舶等の航行時に障害物の発見が確実になり、安全航行援助に大きく寄与し、有効な表示手段といえる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の船舶用チャート表示装置の全体構成図
【図2】本発明の表示メモリ構成図
【図3】本発明の表示メモリ読み出し方向説明図
【図4】従来の船舶用チャート表示装置の全体構成図
【図5】従来の表示メモリ読み出し方向説明図
【図6】従来の表示メモリ構成図
【符号の説明】
6 データ書き込みキャッシュ
7 表示アドレス発生回路
8 メモリアドレス変換回路
9 メモリアドレス変換回路
10 メモリ制御回路
11 表示データキャッシュ
12 表示データバッファ
13 表示メモリ
17 ジャイロインターフェース回路
18 位置情報入力回路
19 チャートデータベース
20 CPU回路
21 グラフィック制御回路
22 グラフィックフレームメモリ
23 D/A変換回路
24 表示器
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a device for displaying graphic data,
In particular, the present invention relates to a chart (chart) display device mounted on a moving body.
Hereinafter, a radar chart display device mounted on a ship will be described as an example.
[0002]
[Prior art]
A conventional chart display device will be described with reference to FIG.
[0003]
The CPU circuit 20 can take in its own heading (heading) data from the gyro interface circuit 17 and its own position data from the position information input circuit 18. As the position data, earth fixed latitude and longitude information is mainly used.
[0004]
The CPU circuit 20 reads a chart data source of the designated center position and scale from the chart database 19, and writes the data into the graphic frame memory 22 via the graphic control circuit 21. There is also a method of directly writing to the graphic frame memory 22 without passing through the graphic control circuit 21.
[0005]
The graphic frame memory 22 is read by display scanning, converted into a display video signal by a D / A conversion circuit 23, and displayed on a display 24.
[0006]
Generally, maps including marine charts are often displayed with the north directly above (north-up display, hereinafter referred to as NUP), but when the present display device is mounted on a mobile object, its own course is directly above the display. A fixed head-up display (hereinafter, HUP) or a course-up display (hereinafter, CUP) in which a set course is fixed just above the display are often used.
[0007]
The direction display has the above three modes.
[0008]
In the HUP, the top of the display screen coincides with the bow of the ship. Therefore, the display is the same as that observed by the observer from the bridge of the ship. That is, the fixed target and the like are displayed as if the own ship turned in the direction opposite to the turning direction.
[0009]
In NUP, the top of the display screen always points north. That is, the position of the fixed target such as an island on the screen displayed is fixed irrespective of the turn of the ship.
[0010]
In the CUP, the course immediately above the display screen is the course at the moment when the azimuth is fixed by the reset switch or the like of the CUP. Therefore, the moment when the bearing is fixed is the same as the display of the HUP, but when the ship turns, the effect becomes the same as the display of the NUP.
[0011]
In these three direction display modes, it can be said that the fixed target is fixed to the display screen for CUP and NUP, and the fixed target is displayed at a different position in accordance with the turn of the ship in HUP.
[0012]
Apart from these direction display modes, when the ship moves, the motion display mode is set to relative motion display depending on whether the position of the ship is fixed or displayed or the display of the position of the ship is moved and displayed. Mode (hereinafter, RM) and true motion display mode (hereinafter, TM).
[0013]
RM is a method in which the own ship display position (the center of coordinate transformation) is fixed and displayed. With the movement of the own ship, the fixed target relatively moves in the opposite direction to the movement of the own ship and is displayed. It is a method that In this RM, an image similar to that of an observer looking around the scenery around himself on a bridge is displayed.
[0014]
TM is a system in which the own ship display position is moved and displayed according to the movement (distance, direction) of the own ship, and the fixed target is displayed fixed at the display position. In the TM, the ship moves and is displayed on the chart according to the direction and distance in which the ship has moved.
[0015]
Therefore, as a display method for a ship, a combination of the HUP, NUP, and CUP in the direction display mode and the RM and TM in the motion display mode includes, for example, RM-HUP (head-up display mode of relative motion), TM The display mode is determined, such as -NUP (true motion north-up display mode).
[0016]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when the chart display is displayed by the HUP described above, and when the course of the own ship is changed, it is necessary to rewrite all the contents of the graphic frame memory so that the top right of the screen matches the course at that time. is there.
[0017]
Rewriting the graphic frame memory requires a two-step process of reading chart data from the chart database and writing display data to the graphic frame memory. If the chart display has a high resolution of XGA or SXGA, a high-speed CPU is required. It takes several seconds even when using a graphic control circuit.
[0018]
If it takes a few seconds from the change of course to the end of rewriting the display data, and in the case of a moving object whose course changes every moment, the rewriting is completed although the top of the chart display instantaneously matches the course of the ship. In the meantime, there will be no match, and it cannot be a true HUP.
[0019]
Further, since the chart display direction flies discontinuously in each rewrite cycle, the visibility is reduced.
[0020]
The present invention has been made in view of such circumstances, and a main purpose is to display a chart in a correct direction even in a situation where the movement of the own ship cannot be ignored or a case where the course of the own ship is constantly changed (turning). In addition to enabling the display to rotate, the display can be smoothly rotated according to the turn of the ship.
[0021]
[Means for Solving the Problems]
2. The display method according to claim 1, wherein in one cycle of memory access, data is simultaneously written and read out in a predetermined two-dimensional rectangular area in a predetermined two-dimensional rectangular area, and the display data is stored in a predetermined display mode. Raster scan is performed at a specified center position and angle from a display memory, data is read out for each of the predetermined two-dimensional square areas, and processed by a cache, thereby displaying an image rotated at a specified display angle. And
[0022]
3. The display device according to claim 2, wherein in one operation of memory access, data can be simultaneously written and read for each predetermined two-dimensional area, and display memory means for storing display data in a predetermined display mode; A first cache unit for reading display data for each of the predetermined two-dimensional square regions from a unit; and a raster scan at a specified angle from the display memory unit for reading data for each of the square regions. Second cache means for processing data along the line;
Display means for receiving and displaying the data from the second cache means,
An image obtained by rotating the display data stored in the display memory means by the specified angle is displayed.
[0023]
According to the present invention, a display memory for simultaneously writing data in a predetermined two-dimensional area and storing readable chart data and writing chart data to the memory in a predetermined display mode in one cycle of memory access operation, and When the chart data is read from this memory at a predetermined angle, a cache is provided for reading or reading and rewriting for each two-dimensional rectangular area of a predetermined unit, thereby performing raster scan display scanning at an arbitrary angle from the display memory. It is possible to read out, rotate the display image by an arbitrary angle, and directly display it on the display. Of course, the bow direction can always be fixed in a fixed direction, and the displayed image can be smoothly rotated according to the turning of the ship.
[0024]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0025]
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a marine chart display device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a configuration diagram of a display memory, and FIG. 3 explains a read operation from the display memory. FIG.
[0026]
In FIG. 1, a data write cache 6, a display address generation circuit 7, a memory address conversion circuit 8, a memory address conversion circuit 9, a memory control circuit 10, a display data cache 11, and a display data buffer 12 are provided. The memory 13 is significantly different in memory structure from the conventional graphic frame memory 22. The same reference numerals as those shown in FIG. 4 indicate the same components.
[0027]
As shown in FIG. 2A, the display memory 13 has N × M dots in the horizontal direction and M dots in the vertical direction, and has a total storage capacity of N × M dots. In one unit to be accessed, k = 8 and 64 dots of a two-dimensional rectangular area of 8 dots × 8 dots are arranged.
In the case of a memory such as an SDRAM capable of synchronous burst transfer, all dots in a predetermined two-dimensional rectangular area can be accessed in units of one burst.
The two-dimensional rectangular area has data of dots D0 to D63, as shown in FIG. Therefore, when each of the two-dimensional rectangular areas A0 to AN / K-1 to An... Is designated from the display memory 13, the 64-dot data included in the rectangular areas is read out at one time, or Written. The two-dimensional square area may be a square area such as 4 × 4 dots, 2 × 2 dots, etc. other than 8 × 8 dots, and may be not only a square area but also a rectangular area.
[0028]
As the data write cache 6, a memory element whose operation speed is remarkably faster than that of the display memory 13, for example, a register, a buffer, an SRAM (static RAM), or the like is used. Data of a predetermined two-dimensional rectangular area of the display memory 13 corresponding to the address specified by the CPU circuit 20 is read out to the processing data cache 6 via the memory control circuit 10. The data of the two-dimensional rectangular area is changed from the CPU circuit 20 to the predetermined data of the display memory 13 via the memory control circuit 10 after the content of the dot corresponding to the target address is changed to the predetermined data. That is, it is rewritten to the read address. The memory address conversion circuit 8 converts a write address from the CPU circuit into addresses of the respective two-dimensional rectangular areas A0 to AN / K-1 to An... Of the display memory 13. It is provided to the display memory 13 via the control circuit 10.
[0029]
The display address generation circuit 7 receives the display center position data and the display angle data from the CPU circuit 20, generates an address at that time, and supplies it to the memory address conversion circuit 9. The memory address conversion circuit 9 converts the display address in the display address generation circuit 7 into the addresses of the two-dimensional rectangular areas A0 to AN / K-1 to An... Of the display memory 13. The address is given to the display memory 13 via the memory control circuit 10. The display center data is indicated by a black dot in the center of FIG. 3A, and the display angle data is a raster scan direction indicated by a solid arrow in FIG.
[0030]
In FIG. 3A, a small square in the memory area of the display memory 13 of N × M dots is a display area for raster scanning. The display area is rotated around the display center position (black point) in accordance with the display angle data, and the data in the display area is displayed on the designated direction at the top. Therefore, the memory area of the display memory 13 has such a size that at least the display area can rotate at an arbitrary angle. For example, in the case of a general XGA screen, for example, 1024 × 768 dots, and in this case, the memory area of the display memory 13 is set to 2048 × 2048.
[0031]
Like the data write cache 6, the display data cache 11 uses a memory element whose operation speed is remarkably faster than that of the display memory 13, such as a register, a buffer, and an SRAM (static RAM). Data of a predetermined two-dimensional rectangular area of the display memory 13 is read into the display data cache 11 via the memory control circuit 10. Of the read data of the two-dimensional rectangular area, data along the display angle at that time is read and displayed on the display 24 via the display data buffer 12.
[0032]
In the present embodiment, an operation will be described in which chart data is written to the display memory 13 in the NUP display mode, and a chart image is rotated and displayed at a specified display angle at each raster scan display cycle.
[0033]
The operation of writing the chart data to the display memory 13 is performed at the designated scale by matching the center position of the designated memory with the latitude and longitude of the chart, as in the conventional chart display device.
[0034]
The write address output from the CPU circuit 20 is supplied to the memory address conversion circuit 8. The memory address conversion circuit 8 converts the supplied write address into a real memory address of the display memory 13 (that is, “A0 to AN / K-1 to An...” Described in the paragraph “0029”) and performs memory control. The data is supplied to the display memory 13 via the circuit 10.
[0035]
From the display memory 13, rectangular area data corresponding to the specified specific real memory address is simultaneously transferred to the data write cache 6.
[0036]
The write address from the CPU circuit 20 is supplied to the data write cache 6, and the dot data corresponding to the write data from the CPU circuit 20 in the transferred and stored rectangular area data is rewritten.
Since the chart drawing is performed continuously on adjacent dots, the reading operation of the data write cache 6 is performed a plurality of times by reading the rectangular area data once, and the frequency of accessing the display memory 13 can be reduced.
[0037]
When the write address moves and the data in the data write cache 6 has no data corresponding to the write address, the data in the data write cache 6 is written back to the display memory 13 and then the next corresponding write is performed. The rectangular area data in the display memory 13 corresponding to the address is read into the data write cache 6, and the chart data write operation is performed.
[0038]
The memory control circuit 10 arbitrates so that the access to the display memory 13 by the processing operation and the access to the display memory 13 by the display operation are not performed at the same time, so that both accesses to one display memory 13 can be performed. I do.
[0039]
Next, an operation of rotating and displaying the chart written in the display memory 13 by an arbitrarily designated angle will be described. In the following description, it is assumed that HUP display is performed, but it is of course possible to display in another display mode.
[0040]
First, display center position data and display angle data are set in the display address generation circuit 7 from the CPU circuit 20. This display center position data indicates the own ship position. Since the display memory 13 is drawn in NUP, the own ship position changes with the movement of the own ship. In a general usage, the screen is displayed so that the own ship position is located at the center position of the screen. Therefore, the display memory 13 of the NUP is displayed so that the center of the screen is located at the own ship position at that time. To update the display center position data. Also, in order for the bow direction to be fixed at the top of the screen, it is possible to calculate the angle at which the display scan should be set from the true heading data of the bow, and the display inclination is output as display angle data for each display scan. Is done.
[0041]
In the scanning operation, as shown in FIG. 3 (a), raster data is scanned in parallel with one side of video data within a small square centered on a black point so that one side is upward.
[0042]
The display address generation circuit 7 sequentially generates display addresses to be read out in accordance with raster scan scanning based on the set display center position data and display angle data. The display address is an identification value of the corresponding row and column of each dot on the plane on which the chart video is drawn, like the write address, and this value changes linearly in the row direction and the column direction. This display address is calculated according to parallel lines at regular intervals according to the scan density of the raster scan.
[0043]
This display address is converted into real memory addresses A0 to AN / K-1 to An... Of the display memory 13. That is, the real memory address for the display address is calculated along the scan line to be raster-scanned, and when the new real memory address is reached, the real memory address is obtained as a converted value.
[0044]
Since the display readout of the raster scan is a linear scan, display positions subsequent to an arbitrary display point can be easily predicted. Actually, in the read scan, the display position is sequentially operated at a predetermined cycle and an increment value. Therefore, at which point which data is read is determined in advance by the scan control.
[0045]
From the display memory 13, the rectangular area data corresponding to the real memory address (for example, An) obtained as the converted value is transferred to the display data cache 11.
[0046]
Since the raster scan is performed linearly, by placing the rectangular area data on the display data cache 11, a plurality of read operations are performed in one memory read, thereby reducing the frequency of access to the display memory 13. it can. Referring to FIG. 3B, data of 64 dots D0 to D63 included in the square area of the real memory address An is transferred to the display data cache 11 by one access to the display memory 13. The 64-dot data transferred to the display data cache 11 is sequentially read out at predetermined intervals along a readout direction line (that is, a raster scan direction) according to a display address, and display data is output a plurality of times from the rectangular area. Is done. In this example, data of 6 dots is output as display data.
[0047]
Here, the reason why high-speed scanning becomes possible will be specifically described. When the display data is read directly from the display memory 13, a three-step procedure of setting an address, waiting until the memory can output data, and holding output data is required, and this read operation is usually required for each dot. It is not possible in time to perform at the display scanning frequency that is assumed. For example, in the case of an XGA screen used for a normal personal computer screen or the like, the display period allowed per dot is about 13 nS, while even a high-speed display memory (eg, SDRAM) requires about 20 to 30 nS per memory access cycle. Since it is necessary, the required image data cannot be normally read directly from the memory. Although an SRAM has a high memory speed, its capacity is small due to a complicated circuit configuration per cell, and thus cannot be used as a display memory.
[0048]
On the other hand, in the present invention, by reading the data of the rectangular area (8 × 8 dots) collectively and transferring it to the display data cache 11, the reading of each dot data in the display scan is not a memory access, but a cache access. Register access is performed, and output can be performed in a few nS even with an IC using a normal CMOS process. As a result, the present invention can support high-speed raster scan scanning at a low memory access speed.
[0049]
Next, when the display address is updated and there is no display address data corresponding to the data in the display data cache 11, the rectangular area data in the memory control circuit 10 corresponding to the next corresponding display address is replaced with the display data. The data is read into the cache 11 and a raster scan display operation is performed.
[0050]
The number of readings from the rectangular area transferred into the display data cache 11 differs depending on the display location, and the contents of the display data cache 11 may need to be updated by at least one reading. If the display data is output directly from the display data cache 11 to the D / A conversion circuit 23 and the display 24, the display data may be interrupted. Therefore, the display data buffer 12 is provided, and the reading from the display data cache 11 is performed more than the display. This is performed several dots ahead, and the buffer size is determined so that the display data always remains in the display data buffer 12. As a result, the display data is output to the D / A conversion circuit 23 without interruption.
[0051]
In this embodiment, since the screen center position and the display angle are set for each screen display of raster scan scanning (about 17 mS), the chart image rotates and moves for each screen display of raster scan scanning. Therefore, with the heading fixed at the upper part of the screen, it is possible to follow the movement of the ship in real time and display a chart image that smoothly rotates and moves without flicker.
[0052]
In this way, the chart image that follows the movement of the ship in real time is displayed. Therefore, compared to the conventional HUP display mode in which the image is obtained only for each scan, the buoy is operated, for example, the bow is inserted in the bow direction. When maneuvering, etc. becomes easier.
[0053]
In the above embodiment, the chart data is written to the display memory 13 in the NUP mode. However, the present invention is not limited to this mode. For example, the chart data may be written to the display memory 13 in the CUP mode. .
In this way, the contents of the display memory drawn in NUP or CUP can be displayed in the HUP mode, and even in a situation where the movement of the ship cannot be ignored or a case where the course of the ship is constantly changed (turning), the chart can be displayed. It can be displayed correctly.
This makes it possible to easily recognize the relative positional relationship between the user and the target indicated in the chart.
[0054]
【The invention's effect】
In the display device of the present invention, the display image can be rotated to an arbitrary angle and necessary data can be directly displayed from the display memory by raster scan display scanning, so that the display image is smoothly rotated according to the turn of the ship. It becomes possible.
[0055]
In this way, the contents of the display memory drawn in NUP or CUP can be displayed in the HUP mode, and even in a situation where the movement of the ship cannot be ignored or a case where the course of the ship is constantly changed (turned), the surrounding situation is changed. Can be displayed correctly. That is, the fixed target indicated in the chart can be displayed in the correct direction.
This makes it possible to easily recognize the relative positional relationship between the user and the fixed target displayed in the chart. As a result, obstacles can be reliably found during the navigation of a ship or the like, greatly contributing to safe navigation assistance, and can be said to be effective display means.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a marine chart display device of the present invention. FIG. 2 is a configuration diagram of a display memory of the present invention. FIG. 3 is an explanatory diagram of a display memory reading direction of the present invention. FIG. 5 is an explanatory diagram of a conventional display memory readout direction. FIG. 6 is a conventional display memory configuration diagram.
Reference Signs List 6 Data write cache 7 Display address generation circuit 8 Memory address conversion circuit 9 Memory address conversion circuit 10 Memory control circuit 11 Display data cache 12 Display data buffer 13 Display memory 17 Gyro interface circuit 18 Position information input circuit 19 Chart database 20 CPU circuit 21 Graphic control circuit 22 Graphic frame memory 23 D / A conversion circuit 24 Display

Claims (2)

メモリアクセス1サイクルの動作で、所定2次元方形領域毎に、データを同時に書き込み、読み出し可能な表示メモリに、所定の表示モードで所定の表示データを記憶させ、かつ、
前記表示メモリから、指定された中心位置と角度でラスタスキャンして前記方形領域毎にデータを読み出し、キャッシュで処理することにより、
指定の中心位置で、指定の表示角度で回転させた映像を表示することを特徴とする表示方法。
In one cycle of memory access operation, data is simultaneously written for each predetermined two-dimensional rectangular area, predetermined display data is stored in a predetermined display mode in a readable display memory, and
From the display memory, by raster-scanning at a specified center position and angle, reading data for each square area, and processing the data in a cache,
A display method characterized by displaying an image rotated at a specified display angle at a specified center position.
メモリアクセス1サイクルの動作で、所定2次元領域毎にデータを同時に書き込み、読み出し可能であり、所定の表示データを記憶する表示メモリ手段と、
所定2次元方形領域毎の表示データを読み出す第1キャッシュ手段と、
前記表示メモリ手段から、指定された中心位置と角度でラスタスキャンして、前記所定2次元方形領域毎にデータを読み出し、前記ラスタスキャンのラインに沿ってデータを処理する第2キャッシュ手段と、
この第2キャッシュ手段からのデータを受け、表示する表示器手段とを備え、前記表示メモリ手段に記憶された表示データを前記指定された中心位置と角度で回転させた映像を表示することを特徴とする表示装置。
Display memory means for simultaneously writing and reading data for each predetermined two-dimensional area in one cycle of memory access, and for storing predetermined display data;
First cache means for reading display data for each predetermined two-dimensional rectangular area;
A second cache unit for performing a raster scan from the display memory unit at a designated center position and angle, reading data for each of the predetermined two-dimensional rectangular regions, and processing data along a line of the raster scan;
Display means for receiving and displaying the data from the second cache means, and displaying an image obtained by rotating the display data stored in the display memory means at the specified center position and angle. Display device.
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